IF5 o el pentafluoruro de yodo es un interhalógeno compuesto que tiene una masa molar de X. Centrémonos en algunas propiedades moleculares de IF5 en detalle.
IF5 se prepara por la reacción entre yodo y flúor en una proporción de 1:5. Tanto el yodo como el flúor son elementos halógenos pertenecientes al grupo 17 y por ello, este tipo de molécula se refiere a un compuesto interhalógeno. Puede reaccionar rápidamente con agua para formar ácido fluorhídrico y yodo.
El compuesto tiene un monoclínico estructura cristalina en su forma reticular. Ahora discutiremos la hibridación, la estructura de Lewis, el ángulo de enlace y la forma del IF.5 con la explicación adecuada en la siguiente parte del artículo.
1. Cómo dibujar el SI5 estructura de luis
Con la ayuda de la regla del octeto, la valencia, la orientación molecular y el átomo central, podemos dibujar la estructura de Lewis en muchos pasos. Dibujemos la estructura de Lewis de SI5.
Contar los electrones de valencia totales
El si5 son 42, donde tanto el yodo como el F tienen siete electrones de valencia cada uno, y simplemente sumarlos para obtener el total de electrones de valencia.
Elección del átomo central
Para la construcción de la estructura de Lewis, necesitamos un átomo central porque todos los átomos están conectados por un número adecuado de enlaces con ese átomo en particular. En base al tamaño y menor electronegatividad tenemos que seleccionar el átomo central.
Satisfaciendo al octeto
Cada átomo, ya sea que pertenezca al bloque s o p, debe llenarse con su orbital de valencia aceptando un número adecuado de electrones para la formación sucesiva de enlaces. Para completar el octeto I y F ambos necesitan 1 electrón más ya que pertenecen al 17th elementos de p bloques respectivamente.
Satisfaciendo la valencia
Durante la formación del octeto, cada átomo debe ser consciente de que puede formar el número de enlaces estables que es su valencia estable. Según los electrones por octeto requeridos 8*6 = 48 para el IF5 formación, pero los electrones de valencia son 42, por lo que los electrones restantes deben llenarse con enlaces adecuados de cada átomo.
Asignar los pares solitarios
Después de la formación del enlace, si se dejan electrones en la capa de valencia de cada átomo, entonces esos electrones existen como pares solitarios sobre ese átomo en particular en una molécula. en SI5, tanto I como F tienen pares solitarios y simplemente los sumamos para obtener el total de pares solitarios sobre la molécula. Yodo tiene 1 y F tiene 3 pares de pares solitarios.
2. SI5 electrones de valencia
Los electrones están presentes en la capa de valencia de cada átomo y son responsables de su propiedad química y se denominan electrones de valencia. Contemos los electrones de valencia de IF5.
El número total de electrones de valencia para el IF5 la molécula es 42. Hay 7 electrones de valencia del sitio de yodo y 7 electrones de cada sitio F, así que solo contamos los electrones de valencia de los átomos individuales y los sumamos para obtener los electrones de valencia totales para el IF5 molécula.
- Los electrones de valencia del yodo son 7 (5s25p5)
- Los electrones de valencia para el F son 7 (2s22p5)
- Entonces, el número total de electrones de valencia para IF5 es 7+(7*5) = 32 electrones.
3. SI5 pares solitarios de la estructura de lewis
Los electrones que existen en forma apareada en la capa de valencia después de la formación de enlaces en exceso se denominan pares libres. Predigamos los pares solitarios sobre IF5.
Hay 16 pares de pares solitarios presentes en IF5 lo que significa que hay 32 electrones presentes en la capa de valencia que no contribuye a la formación del enlace. Esos electrones forman el sitio de yodo así como F porque ambos tienen un exceso de electrones en su capa de valencia después de la formación del enlace y existen como pares solitarios.
- Podemos predecir los pares solitarios sobre cada átomo usando la fórmula, pares solitarios = electrones presentes en el orbital de valencia – electrones involucrados en la formación del enlace
- Entonces, los pares solitarios están presentes sobre el átomo de yodo, 7-5 = 2
- Los pares solitarios presentes sobre el átomo F, 7-1 = 6
- Entonces, el total de pares solitarios presentes sobre el IF5 molécula es, 1+(5*3) =16 pares o 32 electrones.
4. SI5 regla del octeto de la estructura de lewis
Para completar el orbital de valencia de cada átomo, cada átomo acepta un número adecuado de electrones, lo que se denomina regla del octeto. Veamos el octeto de la IF5 molécula.
IF5 sigue la regla del octeto porque tanto el yodo como el F aún no han completado su orbital de valencia. Entonces, intentan completar sus electrones de valencia a través de la formación de enlaces. F necesita un electrón más para completar el octeto, ya que al pertenecer al elemento del bloque p necesita 8 electrones en su orbital de valencia.
El yodo es el grupo 17th elemento y forma cinco enlaces con cinco átomos de F y un par solitario por lo que también necesita un electrón más para completar el octeto. Pero durante el SI5 formación de moléculas, el yodo comparte 10 electrones en cinco enlaces y un par solitario, por lo que violó el octeto y también lo supera.
5. SI5 forma de estructura de lewis
La forma molecular es la disposición adecuada de los elementos por átomos sustituyentes para obtener una estructura geométrica perfecta. Vamos a predecir la forma de SI5.
IF5 es una estructura piramidal cuadrada sin sus pares solitarios y si involucramos los pares solitarios sobre el yodo entonces existe como geometría octaédrica según la siguiente tabla,
| Molecular Fórmula | Nº de pares de bonos | Nº de pares solitarios | Forma | Geometría |
| AX | 1 | 0 | Lineal | Lineal |
| AX2 | 2 | 0 | Lineal | Lineal |
| AX | 1 | 1 | Lineal | Lineal |
| AX3 | 3 | 0 | trigonal plano | trigonal Planar |
| AX2E | 2 | 1 | Doblado | trigonal Planar |
| AX2 | 1 | 2 | Lineal | trigonal Planar |
| AX4 | 4 | 0 | Tetraédrica | Tetraédrica |
| AX3E | 3 | 1 | trigonal piramidal | Tetraédrica |
| AX2E2 | 2 | 2 | Doblado | Tetraédrica |
| AX3 | 1 | 3 | Lineal | Tetraédrica |
| AX5 | 5 | 0 | trigonal bipiramidal | trigonal bipiramidal |
| AX4E | 4 | 1 | balancín | trigonal bipiramidal |
| AX3E2 | 3 | 2 | en forma de t | trigonal bipiramidal |
| AX2E3 | 2 | 3 | lineal | trigonal bipiramidal |
| AX6 | 6 | 0 | octaédrico | octaédrico |
| AX5E | 5 | 1 | cuadrado piramidal | octaédrico |
| AX4E2 | 4 | 2 | cuadrado piramidal | octaédrico |
La geometría o forma de una molécula es predicha por la teoría VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), y la teoría establece que si una molécula tiene tipo AX5E y hay un par solitario presente, entonces no adopta el octaedro perfecto y se convierte en piramidal cuadrada.
6. SI5 ángulo de la estructura de Lewis
Los átomos centrales y sustituyentes forman un ángulo de enlace para una orientación adecuada en una geometría particular. Calculemos el ángulo de enlace de IF5.
El ángulo de enlace entre FIF está cerca de unos 720 porque adopta el piramidal cuadrado y para la molécula pentacoordinada el mejor ángulo de enlace es 720. El tamaño del yodo es demasiado grande para que pueda contener fácilmente cinco átomos de F sin ninguna repulsión estérica o pares solitarios - repulsión de pares de enlaces.
- El valor del ángulo de enlace se puede calcular mediante el valor de hibridación.
- La fórmula del ángulo de enlace según la regla de Bent es COSθ = s/(s-1).
- Aquí el átomo central de yodo es sp3d hibridó, por lo que el carácter p es 1/5
- Entonces, el ángulo de enlace es, COSθ = {(1/5)} / {(1/5)-1} =-(1/4)
- Θ = cos-1(-1/4) = 720
- Entonces, a partir del valor de hibridación, el ángulo de enlace para el valor teórico y calculado es el mismo.
7. SI5 carga formal de la estructura de lewis
La carga formal es un concepto hipotético, donde la electronegatividad de todos los átomos es igual y predice la carga del átomo. calculemos la carga formal de IF5.
El cargo formal neto de la FI5 es 0 porque la carga neta sobre el yodo central es 0 debido a la utilización de todos los electrones en la formación del enlace junto con los pares solitarios.
- El cargo formal de la FI5 se puede calcular mediante la fórmula, FC = Nv - Nlp -1/2 nortepb
- La carga formal que posee el yodo es, 7-2-(10/2) = 0
- La carga formal que posee el flúor es, 7-6-(2/2) = 0
- Entonces, tanto el yodo como el flúor muestran individualmente cargas formales cero y, por esta razón, la carga formal general de la molécula es 0.
8. SI5 hibridación
Debido a la diferente energía de los orbitales, el átomo central sufre hibridación para formar un orbital híbrido de energía equivalente. Predigamos la hibridación de IF5.
El yodo central es sp3d hibridado para formar un enlace covalente en el IF5 molécula que se puede discutir a continuación.
| Estructura | Hibridación propuesta de | Estado de hibridación de central átomo | Bono
ángulo |
| 1. Lineal | 2 | sp/sd/pd | 1800 |
| 2.Planificador trigonal | 3 | sp2 | 1200 |
| 3.Tetraédrico | 4 | sd3/sp3 | 109.50 |
| 4 trigonal bipiramidal | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (axial), 1200(ecuatorial) |
| 5.Octaédrico | 6 | sp3d2/ d2sp3 | 900 |
| 6. Pentagonal bipiramidal | 7 | sp3d3/ d3sp3 | 900, 720 |
- Podemos calcular la hibridación por la fórmula convencional, H = 0.5(V+M-C+A),
- Entonces, la hibridación del yodo central es ½(5+5+0+0) = 5 (sp3d)
- Un orbital s, tres orbitales p y un orbital d de yodo están involucrados en la hibridación.
- Los pares solitarios sobre el yodo central también están involucrados en la hibridación.
9. SI5 resonancia de la estructura de lewis
La resonancia es el proceso de deslocalización de nubes electrónicas entre diferentes formas esqueléticas de la molécula. Veamos la estructura resonante de IF5.
La molécula SI5 muestra resonancia debido a la presencia de más densidad de electrones sobre los átomos de F. La densidad de electrones sobre cada átomo de F puede deslocalizarse al sitio de yodo y formar diferentes formas esqueléticas del IF5 estructura. SI5 tiene dos estructuras resonantes que se dibujan a continuación:
La estructura I y la estructura II tienen la misma contribución porque la primera estructura no tiene carga presente sobre ella, pero en la estructura II hay una mayor cantidad de enlaces covalentes presentes junto con una carga positiva también presente sobre los átomos de F electronegativos, por esta razón , ambos tienen la misma contribución.
10. es SI5 iónico o covalente?
Una molécula es covalente o iónica, depende de la naturaleza de la formación de enlaces entre el catión y el anión de esa molécula. Veamos si SI5 es iónico o covalente.
IF5 es una molécula covalente porque,
- In IF5 el átomo central forma un enlace compartiendo electrones con los átomos circundantes.
- En yoF5 El enlace entre el yodo y el F no es polar.
- In IF5El átomo central sufre hibridación para minimizar el nivel de energía de los orbitales requeridos.
- In IF5 la polarizabilidad de F es muy baja y el poder de polarización del potencial iónico del yodo también es malo, por lo que no pudo formar un enlace iónico.
Según la regla de Fajan, ninguna molécula es 100% iónica o covalente, depende de la teoría de la polarizabilidad y en el caso de IF5, es más covalente y tiene menos carácter iónico.
11. es SI5 ¿estable?
IF5 es una molécula inestable porque es un compuesto interhalógeno, y cada compuesto interhalógeno tiene una diferencia de electronegatividad. Para esas diferencias de electronegatividad, la densidad de electrones sigma se arrastrará hacia el átomo de halógeno más electronegativo, el enlace se vuelve más débil y se rompe fácilmente.
12. SI5 usos
- IF5 se usa como agente fluorante; al usar este reactivo podemos incorporar flúor en otra molécula.
- IF5 también se utiliza como disolvente de una molécula no polar diferente.
Conclusión
IF5 es el compuesto interhalógeno más común y se puede preparar fácilmente en el laboratorio. Por la reacción con flúor, podemos obtener heptafluoruro de yodo. Los compuestos de interhalógeno son más reactivos que los átomos de halógeno normales y, por esta razón, pueden usarse en muchas reacciones y participar en muchas reacciones orgánicas en las que se requieren nucleófilos y electrófilos.
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Hola... Soy Biswarup Chandra Dey, completé mi Maestría en Química de la Universidad Central de Punjab. Mi área de especialización es la Química Inorgánica. La química no se trata solo de leer línea por línea y memorizar, es un concepto para entender de una manera fácil y aquí estoy compartiendo con ustedes el concepto sobre química que aprendo porque vale la pena compartir el conocimiento.